WO2026018702A1 - 半導体装置、半導体装置の製造方法、及び、電子機器 - Google Patents

Abstract

半導体装置は、半導体基板と、保護基板と、半導体基板及び保護基板の間に設けられ半導体基板及び保護基板を接着させる接着樹脂とを有する半導体部品と、半導体部品が実装される実装基板と、半導体部品の側面に接触する保護樹脂とを備え、少なくとも接着樹脂の一部と保護樹脂との間に空隙が形成される。

Description

半導体装置、半導体装置の製造方法、及び、電子機器

　本技術は、半導体部品を備えた半導体装置、半導体装置の製造方法、及び、電子機器に関する。

　従来、シリコン基板とガラス基板とを接着樹脂で接着させた半導体パッケージを実装基板上に実装する際に、半導体パッケージと実装基板との間にアンダーフィルを充填させる技術が提案されている（例えば特許文献１）。

国際公開第２０１６／２０３９６７号

　アンダーフィルは、半導体パッケージと実装基板との間に塗布される際に、毛細管現象により半導体パッケージの側面に這い上がってくる。そのため、アンダーフィルの熱硬化処理後の降温時に、アンダーフィルと半導体パッケージの接着樹脂との熱膨張率の違いから接着樹脂に応力がかかり、凝集破壊、クラック、剥離等の不具合を発生させてしまうおそれがあった。

　本技術はこのような問題に鑑みて為されたものであり、半導体装置の信頼性を向上することを目的とする。

　本技術に係る半導体装置は、半導体基板と、保護基板と、前記半導体基板及び前記保護基板の間に設けられ前記半導体基板及び前記保護基板を接続させる接着樹脂とを有する半導体部品と、前記半導体部品が実装される実装基板と、前記半導体部品の側面に接触する保護樹脂とを備え、少なくとも前記接着樹脂の一部と前記保護樹脂との間に空隙が形成される。
　これにより、半導体装置の製造工程において接着樹脂への負荷を低減することが可能となる。

半導体装置の構造の概略図である。 半導体装置の断面図である。 半導体装置の製造方法を示したフローチャートである。 アンダーフィル材を塗布する工程を示した図である。 熱硬化処理及び空隙形成処理時の半導体装置を示した断面図である。 半導体装置の製造方法の変形例１を示したフローチャートである。 熱硬化処理及び空隙形成処理時の半導体装置を示した断面図である。 半導体装置の製造方法の変形例２を示したフローチャートである。 熱硬化処理及び空隙形成処理時の半導体装置を示した断面図である。 半導体装置が固体撮像素子である場合の回路構成例を示したブロック図である。 撮像装置の構成を示した図である。 半導体装置の変形例１である。 半導体装置の変形例２である。

　以下、実施の形態を次の順序で説明する。
＜１．実施形態の半導体装置＞
［１．１．半導体装置の構造］
［１．２．撮像装置の製造方法］
＜２．撮像装置の製造方法の変形例１＞
＜３．撮像装置の製造方法の変形例２＞
＜４．撮像装置＞
［４．１．固体撮像素子の構成］
［４．２．撮像装置の構成］
＜５．変形例＞
［５．１．変形例１］
［５．２．変形例２］
＜６．まとめ＞
＜７．本技術＞

＜１．実施形態の半導体装置＞
［１．１．半導体装置の構造］
　図１は、半導体装置１の構造の概略図である。図１Ａは半導体装置１の断面図であり、図１Ｂは、図１ＡにおけるＸ部分の部分拡大図である。

　図１Ａ及び図１Ｂに示すように、半導体装置１は、半導体部品の一例であるＣＳＰ（Chip Scale Package）１１及び実装基板１２を備える。半導体装置１では、実装基板１２にＣＳＰ１１がはんだボール１３を介して実装される。また、半導体装置１では、ＣＳＰ１１と実装基板１２との間にアンダーフィル１４が充填される。

　ＣＳＰ１１は、半導体基板２１、接着樹脂２２及び保護基板２３により構成されている。半導体基板２１は、主にシリコン（Si）によって構成されており、表面（保護基板２３側の面）に半導体装置１の電子回路（固体撮像素子である場合には画素）等が形成されるとともに、裏面（実装基板１２側の面）に再配線層や電極パッドが形成され、これらがＴＳＶ（Through Silicon Via）を介して接続されている。

　接着樹脂２２は、半導体基板２１に保護基板２３を接着するために半導体基板２１及び保護基板２３の間に設けられている。接着樹脂２２は、ＣＳＰ１１が個片になる前の集合状態（例えばウェハやパネルの状態）での反りを抑制するために、ガラス転移温度が低く、かつ、熱膨張率が高いアクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂などの樹脂材によって構成されている。接着樹脂２２は、ガラス転移温度が例えば１００℃以下で、熱膨張率（ＣＴＥ：Coefficient of Thermal Expansion）が例えばα１：８０ｐｐｍ／℃以上、α２：１００ｐｐｍ／℃以上の樹脂材が用いられる。

　保護基板２３は、半導体基板２１を保護する基板であり、光を透過する例えばガラス材によって構成されている。

　なお、半導体装置１が固体撮像素子である場合、ＣＳＰ１１は、半導体基板２１、接着樹脂２２及び保護基板２３に加え、マイクロレンズアレイ、カラーフィルタ等が設けられていてもよい。マイクロレンズアレイ、カラーフィルタ等は、半導体基板２１、接着樹脂２２及び保護基板２３のいずれかの内部、又は、これらの間に設けられるようにすればよい。

　ＣＳＰ１１は、半導体基板２１の裏面が実装基板１２に対向するように実装基板１２に実装される。ＣＳＰ１１が実装基板１２に実装される際に、ＣＳＰ１１に形成された電極パッドと、実装基板１２に形成された電極とがはんだボール１３によって接続される。

　ＣＳＰ１１（半導体基板２１）と実装基板１２との熱膨張率の違いにより生じるせん断応力によるはんだボール１３のクラックを防止するため、ＣＳＰ１１と実装基板１２との間には、はんだボール１３を覆うようにアンダーフィル１４が充填される。

　また、アンダーフィル１４は、ＣＳＰ１１と実装基板１２との間からＣＳＰ１１の側面まで連続して形成される。アンダーフィル１４は、ＣＳＰ１１の側面において断面が略三角形に形成されており、保護基板２３の上面付近まで設けられている。

　アンダーフィル１４は、高い信頼性を得るためにガラス転移温度が高く、かつ、熱膨張率が低い熱硬化樹脂であるアンダーフィル材により構成されている。アンダーフィル材は、ガラス転移温度が例えば１２５℃以上で、熱膨張率が例えば２５～３５ｐｐｍ／℃程度である。
　なお、以下では、熱硬化する前のアンダーフィル材についてもアンダーフィル１４と表記する場合がある。

　詳しくは後述するように、アンダーフィル１４を熱硬化させる際に半導体装置１を１００度以上の高温にする必要がある。接着樹脂２２は熱膨張率が高い樹脂材であるのに対し、アンダーフィル１４は熱膨張率が低いため、昇温時に膨張した接着樹脂２２がアンダーフィル１４の硬化後の降温時に大きく収縮しようとする。このとき、アンダーフィル１４と接着樹脂２２とがくっついていると、接着樹脂２２が収縮しようとするときに凝集破壊、クラック、剥離等の不具合が発生するおそれがある。

　そこで、半導体装置１では、接着樹脂２２とアンダーフィル１４との間に空隙１５が形成される。これにより、降温時に接着樹脂２２が収縮したとしてもアンダーフィル１４と接着樹脂２２とが空隙１５を隔てて当接していないため、凝集破壊、クラック、剥離等の不具合の発生を低減させることが可能である。

　空隙１５は、厚さ方向の長さＤ１が概ね接着樹脂２２の厚さ方向の長さＤ２と同程度に形成されている。但し、空隙１５の厚さ方向の長さＤ１は、接着樹脂２２の厚さ方向の長さＤ２より短くてもよい。例えば接着樹脂２２の厚さ方向の長さＤ２が５０μｍである場合、空隙１５の厚さ方向の長さＤ１は、５μｍから５０μｍ程度であるとよい。
　なお、厚さ方向とは、ＣＳＰ１１と実装基板１２とが重なる方向、又は、半導体基板２１、接着樹脂２２及び保護基板２３が重なる方向である。

　これにより、アンダーフィル１４と接着樹脂２２とが接触している面積を減らすとともに、半導体基板２１及び保護基板２３の側面とアンダーフィル１４とが接触している面積を確保することが可能となる。そのため、接着樹脂２２の凝集破壊、クラック、剥離等の不具合の発生を抑制することが可能である。また、半導体基板２１におけるアンダーフィル１４と接触する角の応力集中を低減させ、アンダーフィル１４と半導体基板２１の底面との剥離が発生してはんだボール１３のクラックに伸展してしまうことを抑制することができる。

　さらに、半導体装置１は、アンダーフィル１４を保護基板２３の側面まで覆うことにより、保護基板２３の側面から入射する光によるフレアを抑制することが可能となる。

　空隙１５の幅方向の長さＴ１は、アンダーフィル１４と接着樹脂２２とが接触しないようにすればよく、例えば１μｍから５０μｍ程度であるとよい。すなわち、空隙１５の幅方向の長さＴ１は、接着樹脂２２の厚さ方向の長さＤ２以下であるとよい。
　なお、幅方向とは、ＣＳＰ１１の側面に直交する方向である。

　図２は、半導体装置１の断面図である。図２Ａは、図１ＡにおけるＡ－Ａ断面図である。図２Ｂは、図１ＡにおけるＢ－Ｂ断面図である。図２Ｃは、図１ＡにおけるＣ－Ｃ断面図である。

　図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃに示すように、アンダーフィル１４はＣＳＰ１１の外縁全域に亘って形成されている。そして、図２Ａ及び図２Ｃに示すように、アンダーフィル１４は、半導体基板２１及び保護基板２３の外縁全域に接触するように形成されている。

　一方、図２Ｂに示すように、アンダーフィル１４は、接着樹脂２２の外縁全域に接触しないように形成されている。換言すると、空隙１５は、ＣＳＰ１１の外縁全域にわたって形成されている。
　これにより、接着樹脂２２の凝集破壊、クラック、剥離等の不具合の発生を低減させることが可能である。

　なお、空隙１５は、ＣＳＰ１１の各辺の中央部分にだけ形成されるようにしてもよい。接着樹脂２２の熱膨張は各辺の中央部分が大きいため、その部分に空隙１５を形成させることでも、凝集破壊、クラック、剥離等の不具合の発生を低減させることが可能である。

［１．２．撮像装置の製造方法］
　図３は、半導体装置１の製造方法を示したフローチャートである。ステップＳ１においてＣＳＰ１１が製造される。ここでは、例えば、半導体基板２１が二次元マトリクス状に配置されたシリコンウエハの上に所定の電子回路（撮像素子など）が作成され、作成された電子回路上に接着樹脂２２が塗布される。その後、接着樹脂２２の上に保護基板２３が接着され、半導体基板２１の裏面にＴＳＶ、再配線層や電極パッドが形成されて表面に形成された電子回路と電気的に接続される。その後、ダイシングによりＣＳＰ１１がチップ化される。
　なお、ＣＳＰ１１の製造方法としては、公知の各種手法及び今後開発される各種手法を適宜に採用可能である。

　ステップＳ２において、ＣＳＰ１１がはんだボール１３を介して実装基板１２に実装される。ＣＳＰ１１及び実装基板１２は、例えば窒素リフロー装置を用いてはんだ接合される。

　ステップＳ３において、ＣＳＰ１１と実装基板１２との間にアンダーフィル材が塗布される。
　図４は、アンダーフィル材を塗布する工程を示した図である。図４Ａは、アンダーフィル材を塗布する前を示した図である。図４Ｂは、アンダーフィル材を塗布した後を示した図である。

　図４Ａに示すように、アンダーフィル材２４は、ＣＳＰ１１の側面側においてノズル２５から排出される。アンダーフィル材２４は、液状であり、ノズル２５から排出されると、図４Ｂにおいて矢印で示すように、毛細管現象によりＣＳＰ１１と実装基板１２との間に進入する。また、アンダーフィル材２４は、毛細管現象によりＣＳＰ１１の側面を這い上がっていく。
　そのため、アンダーフィル材２４は、ＣＳＰ１１と実装基板１２との間、及び、ＣＳＰ１１の側面に塗布されてアンダーフィル１４を形成することになる。

　ステップＳ４において、アンダーフィル１４を熱硬化させる熱硬化処理を行う。熱硬化処理では、半導体装置１を例えばオーブンで１２５℃程度に温めることでアンダーフィル材２４を熱硬化させる。

　ステップＳ５において、温められた半導体装置１を冷却させることでアンダーフィル１４と接着樹脂２２との間に空隙１５を形成させる空隙形成処理を行う。なお、ステップＳ４の熱硬化処理及びステップＳ５の空隙形成処理は同一工程内で順に行われることになるため、これらをまとめて熱硬化処理又は空隙形成処理と扱うようにしてもよい。

　図５は、熱硬化処理及び空隙形成処理時の半導体装置１を示した断面図である。図５Ａは、熱硬化処理前の半導体装置１を示した断面図である。図５Ｂは、熱硬化処理直後の半導体装置１を示した断面図である。図５Ｃは、空隙形成処理後の半導体装置１を示した断面図である。

　図５Ａに示すように、熱硬化処理の前、すなわち、アンダーフィル１４が硬化する前において、ＣＳＰ１１は、半導体基板２１、接着樹脂２２及び保護基板２３の側面がほぼ面一となっている。また、接着樹脂２２とアンダーフィル１４とは接触している。

　その後、熱硬化処理において半導体装置１が温められると、接着樹脂２２の熱膨張率が高く、アンダーフィル１４が硬化前で液相であるため、図５Ｂに示すように、半導体基板２１及び保護基板２３の外縁より外側に接着樹脂２２が膨らみ、接着樹脂２２が保護樹脂（アンダーフィル１４）を凹ませる形となる。

　その後、熱硬化処理においてアンダーフィル１４が熱硬化すると、接着樹脂２２が膨らんだ部分が凹状のままアンダーフィル１４が硬化することになる。その後、空隙形成処理において半導体装置１が冷却されると、接着樹脂２２が熱収縮により熱硬化処理が開始される前の大きさ、又は、凹状態になる。このとき、図５Ｃに示すように、アンダーフィル１４と接着樹脂２２との間に空隙１５が形成されることになる。

　なお、アンダーフィル１４は、アンダーフィル１４と接着樹脂２２との密着性が、アンダーフィル１４と半導体基板２１との密着性、及び、アンダーフィル１４と保護基板２３との密着性より低くなる材料を用いることが考えられる。これにより、空隙１５を形成する際に、アンダーフィル１４と接着樹脂２２とが密着して空隙１５が形成されなくなってしまうことを低減することが可能となる。

＜２．撮像装置の製造方法の変形例１＞
　図６は、半導体装置１の製造方法の変形例１を示したフローチャートである。なお、図６では、図３に示した半導体装置１の製造方法と同じ工程を同一のステップ番号を付して詳しい説明は省略する。

　図７は、熱硬化処理及び空隙形成処理時の半導体装置１を示した断面図である。図７Ａは、熱硬化処理前の半導体装置１を示した断面図である。図７Ｂは、熱硬化処理直後の半導体装置１を示した断面図である。図７Ｃは、降温後の半導体装置１を示した断面図である。

　ステップＳ１においてＣＳＰ１１が製造される。ステップＳ２において、ＣＳＰ１１がはんだボール１３を介して実装基板１２に実装される。

　ステップＳ１１において、図７Ａに示すように、接着樹脂２２の側面に水分２６を含ませる。接着樹脂２２の側面に水分２６を含ませるため、接着樹脂２２は、吸湿性が高いアクリル樹脂などの樹脂材が用いられるとよい。

　その後、ステップＳ３においてＣＳＰ１１と実装基板１２との間にアンダーフィル材２４が充填される。ステップＳ４において、アンダーフィル１４を熱硬化させる熱硬化処理を行う。

　図７Ｂに示すように、半導体装置１を温めると、接着樹脂２２に含ませた水分２６が蒸発し、アンダーフィル１４と接着樹脂２２との間で気泡を発生させる。発生した気泡によりアンダーフィル１４及び接着樹脂２２の間には空隙１５が形成される。このとき、図７Ｂに示すように、アンダーフィル１４及び接着樹脂２２の双方が互いに凹状となる。
　但し、アンダーフィル１４及び接着樹脂２２の硬化具合いによっては、アンダーフィル１４及び接着樹脂２２の一方のみが凹状となるようにしてもよい。
　このように、変形例１では、熱硬化処理において空隙１５が形成されるため、熱硬化処理は空間形成処理を含むものとなる。

　その後、温められた半導体装置１を冷却させることでアンダーフィル１４と接着樹脂２２との間に空隙１５を維持させる。
　図７Ｃに示すように、半導体装置１が冷却されると、アンダーフィル１４及び接着樹脂２２が熱収縮することになるが、空隙１５は残ったままとなる。

＜３．撮像装置の製造方法の変形例２＞
　図８は、半導体装置１の製造方法の変形例２を示したフローチャートである。なお、図８では、図３に示した半導体装置１の製造方法と同じ工程を同一のステップ番号を付して詳しい説明は省略する。

　図９は、熱硬化処理及び空隙形成処理時の半導体装置１を示した断面図である。図９Ａは、アンダーフィル材２４を塗布する前の半導体装置１を示した断面図である。図９Ｂは、アンダーフィル材２４を塗布した後の半導体装置１を示した断面図である。図９Ｃは、降温後の半導体装置１を示した断面図である。

　ステップＳ１においてＣＳＰ１１が製造される。ステップＳ２において、ＣＳＰ１１がはんだボール１３を介して実装基板１２に実装される。

　ステップＳ２１において、図９Ａに示すように、接着樹脂２２の側面に疎水性を有する疎水性部材２７が塗布される。

　その後、ステップＳ３においてＣＳＰ１１と実装基板１２との間にアンダーフィル材２４が充填される。このとき、図９Ｂに示すように、接着樹脂２２の側面に疎水性部材２７が塗布されているため、アンダーフィル材２４は疎水性部材２７に弾かれて空隙１５を形成するように疎水性部材２７から離隔する。
　このように、変形例２では、アンダーフィル材２４を塗布する工程において空隙１５が形成されるため、アンダーフィル材２４を塗布する工程は空間形成処理を含むものとなる。

　ステップＳ４において、アンダーフィル材を熱硬化させる熱硬化処理を行う。その後、温められた半導体装置１を冷却させることでアンダーフィル１４と接着樹脂２２との間に空隙１５を維持させる。
　図９Ｃに示すように、半導体装置１が冷却されると、アンダーフィル１４及び接着樹脂２２が熱収縮することになるが、空隙１５は残ったままとなる。

＜４．撮像装置＞
［４．１．固体撮像素子の構成］
　図１０は、半導体装置１が固体撮像素子である場合の回路構成例を示したブロック図である。
　半導体装置１の一例としてＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型の固体撮像素子が挙げられる。半導体装置１が固体撮像素子である場合、図１０に示すように、半導体装置１は、複数の画素３１が形成された画素アレイ部３２、垂直駆動回路３３、カラム信号処理回路３４、水平駆動回路３５、出力回路３６及び制御回路３７等を有して構成される。

　画素３１は、光電変換素子と、複数の画素トランジスタとを有して構成されている。画素アレイ部３２は、行方向及び列方向にそれぞれ複数配列された画素３１を有して構成される。画素アレイ部３２には、実際に光を受光し光電変換により生成した信号電荷を増幅しカラム信号処理回路３４に読み出す有効画素領域と、黒レベルの基準になる光学的黒を出力するための黒基準画素領域（図示せず）とを有して構成される。黒基準画素領域は、通常は、有効画素領域の外周部に形成されるものである。

　制御回路３７は、垂直同期信号、水平同期信号及びマスタクロックに基づいて、垂直駆動回路３３、カラム信号処理回路３４、水平駆動回路３５の動作クロックや制御信号等を生成し、これら垂直駆動回路３３、カラム信号処理回路３４、水平駆動回路３５に出力する。

　垂直駆動回路３３は、例えばシフトレジスタにより構成され、画素アレイ部３２の各画素３１を行単位で順次垂直方向に選択走査する。そして、各画素３１において受光量に応じて得られる信号電荷に基づく画素信号を、垂直信号線３８を通してカラム信号処理回路３４に出力させる。

　カラム信号処理回路３４は、例えば、画素３１の列ごとに配置されており、１行分の画素３１から出力される信号について、画素列ごとに黒基準画素領域（図示しないが、有効画素領域の周囲に形成される）からの信号に基づきノイズ除去や信号増幅等の信号処理を行う。カラム信号処理回路３４の出力段には、水平選択スイッチ（図示せず）が水平信号線３９との間に設けられている。

　水平駆動回路３５は、例えばシフトレジスタにより構成され、水平走査パルスを順次出力することによってカラム信号処理回路３４の各々を順番に選択し、カラム信号処理回路３４の各々から画素信号を水平信号線３９に出力させる。

　出力回路３６は、カラム信号処理回路３４の各々から水平信号線３９を通して順次に供給される信号に対し信号処理を行い出力する。

［４．２．撮像装置の構成］
　図１１は、撮像装置４０の構成を示した図である。固体撮像素子として半導体装置１が用いられた撮像装置４０は、図１１に示すように、半導体装置１（固体撮像素子）に光を入射させる光学系４１と、受光量に応じた信号であって半導体装置１から出力される信号を用いて所定の信号処理を行う信号処理部４２と、撮像装置４０の全体制御を行う制御部４３を備えている。

　また、撮像装置４０は、受光信号に基づいて得られた画像データを記憶する記憶部４４や、画像データを外部に送信するための通信部４５などを備えている。また、撮像後の画像の確認等に用いられる表示部が撮像装置４０に設けられていてもよい。

　光学系４１は、カバーレンズ、ズームレンズ、フォーカスレンズ等の各種レンズや絞り（アイリス）機構を備える。光学系４１により、被写体からの光（入射光）が導かれ、半導体装置１の受光面に集光される。

　信号処理部４２は、半導体装置１から供給されるＲＡＷ画像データに対して前処理、後述するリモザイク処理やデモザイク処理、ＹＣ生成処理、解像度変換処理、コーデック処理など必要な各種処理を行う。
　前処理では、撮像画像信号に対してＲ、Ｇ、Ｂの黒レベルを所定のレベルにクランプするクランプ処理や、Ｒ、Ｇ、Ｂの色チャンネル間の補正処理等を行う。

　制御部４３は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を有するマイクロコンピュータを備えて構成されている。ＣＰＵがＲＯＭに記憶されているプログラム、又はＲＡＭにロードされたプログラムに従って各種の処理を実行することで、制御部４３による撮像装置４０の全体制御が実現される。

　制御部４３は、光学系４１としてのズームレンズ、フォーカスレンズ、絞り機構等を駆動させるための指示をドライバ部４６に対して行う。ドライバ部４６は、制御部４３からの指示に基づいてアクチュエータ等の各部に駆動電圧を供給することで、フォーカスレンズやズームレンズの移動、絞り機構の絞り羽根の開閉等を実現する。

　制御部４３は、記憶部４４に対する各種のデータの書き込みや読み出しについての制御を行う。また、制御部４３は、通信部４５を介して外部の情報処理装置と情報の送受信を行う。

＜５．変形例＞
　なお、実施の形態としては上記した具体例に限定されるものでなく、多様な変形例としての構成を採り得る。

［５．１．変形例１］
　図１２は半導体装置の変形例１である。上記した実施形態では半導体装置１がＣＳＰ１１を備える例を説明した。しかしながら、半導体装置１はＣＳＰ１１以外を基板に実装する場合に空隙１５を形成させるようにしてもよい。変形例１では、半導体装置がセンサ装置１００である例を説明する。

　図１２に示すように、センサ装置１００は、センサ基板１０１、透明基板１０２、接着樹脂１０３、ダイアタッチ材１０４、有機基板１０５及びはんだボール１０６を備える。センサ基板１０１、透明基板１０２及び接着樹脂１０３は半導体部品１１０として形成される。

　センサ基板１０１には、センサ回路が形成されている。センサ基板１０１には、透明基板１０２が接着樹脂１０３を介して接着されている。接着樹脂１０３は、接着樹脂２２と同様に、ガラス転移温度が低く、熱膨張率が高い樹脂である。

　センサ基板１０１は、ダイアタッチ材１０４によって有機基板１０５に固定される。有機基板１０５は、いわゆるプリント基板である。

　センサ装置１００では、センサ基板１０１の表面に形成された外部接続端子から有機基板１０５の表面上へワイヤーボンディング法を用いて電気的に接続されている。

　ボンディングワイヤーである導電部材１０８の機械的強度が弱いことと、接着樹脂１０３の耐湿性を考慮し、半導体部品１１０の側面と有機基板１０５との間に封止樹脂１０９（保護樹脂）が充填される。封止樹脂１０９はアンダーフィル１４と同様に、ガラス転移温度が高く、熱膨張率が低い樹脂である。封止樹脂１０９は、ボンディングワイヤーである導電部材１０８を保護するためポッティングなどの手法を使用して形成される。

　そして、接着樹脂１０３と封止樹脂１０９との間には、空隙１１１が形成される。空隙１１１は、半導体装置１における空隙１５と同様の方法により形成することが可能である。

［５．２．変形例２］
　図１３は半導体装置の変形例２である。変形例２では、半導体装置がディスプレイ装置２００である例を説明する。

　図１３に示すように、ディスプレイ装置２００は、ディスプレイ基板２０１、透明基板２０２、接着樹脂２０３、ダイアタッチ材２０４、実装基板２０５を備える。ディスプレイ基板２０１、透明基板２０２、接着樹脂２０３は半導体部品２１０として形成される。実装基板２０５は例えばフレキシブル基板である。

　ディスプレイ基板２０１には、ディスプレイ回路が形成されている。ディスプレイ基板２０１には、透明基板２０２が接着樹脂２０３を介して接着されている。接着樹脂２０３は、接着樹脂２２と同様に、ガラス転移温度が低く、熱膨張率が高い樹脂である。

　ディスプレイ基板２０１は、ダイアタッチ材２０４によって実装基板２０５に固定される。

　ディスプレイ装置２００は、ディスプレイ基板２０１の表面に形成された外部接続端子２０６から実装基板２０５の表面上へワイヤーボンディング法を用いて電気的に接続されている。

　ボンディングワイヤーである導電部材２０７の機械的強度が弱いことと、接着樹脂２０３の耐湿性を考慮し、半導体部品２１０の側面と実装基板２０５との間に封止樹脂２０８（保護樹脂）が充填される。封止樹脂２０８はアンダーフィル１４と同様に、ガラス転移温度が高く、熱膨張率が低い樹脂である。封止樹脂２０８は、ボンディングワイヤーである導電部材２０７を保護するためポッティングなどの手法を使用して形成される。

　そして、接着樹脂２０３と封止樹脂２０８との間には、空隙２０９が形成される。空隙２０９は、半導体装置１における空隙１５と同様の方法により形成することが可能である。

　このように、ＣＳＰ１１以外の半導体部品１１０、２１０を有機基板１０５、実装基板２０５に実装する際に、接着樹脂１０３、２０３と封止樹脂１０９、２０８との間に空隙１１１、２０９を形成するようにしても、接着樹脂１０３、２０３の凝集破壊、クラック、剥離等の不具合の発生を低減させることが可能である。

＜６．まとめ＞
　以上で説明したように実施形態としての半導体装置１（センサ装置１００、ディスプレイ装置２００）は、半導体基板２１と、保護基板２３と、半導体基板２１及び保護基板２３の間に設けられ半導体基板２１及び保護基板２３を接着させる接着樹脂２２とを有する半導体部品（ＣＳＰ１１）と、半導体部品（ＣＳＰ１１）が実装される実装基板１２と、半導体部品（ＣＳＰ１１）の側面に接触する保護樹脂（アンダーフィル１４）とを備え、少なくとも接着樹脂２２の一部と保護樹脂（アンダーフィル１４）との間に空隙１５が形成される。
　これにより、アンダーフィル１４の熱硬化処理後の降温時に接着樹脂２２が熱収縮したとしても、接着樹脂２２にかかる応力を減少することができる。そのため、接着樹脂２２の凝集破壊、クラック、剥離等の不具合の発生を抑制することが可能である。
　かくして、半導体装置１は信頼性を向上することができる。

　半導体部品（ＣＳＰ１１）は、チップサイズパッケージであり、はんだボール１３を介して実装基板１２に実装され、保護樹脂（アンダーフィル１４）は、半導体部品（ＣＳＰ１１）と実装基板１２との間、及び、半導体部品（ＣＳＰ１１）の側面に形成される。
　アンダーフィル１４は、ＣＳＰ１１と実装基板１２との熱膨張係数の違いにより生じるせん断応力によるはんだボール１３のクラックを防止するために設けられる。また、半導体基板２１におけるアンダーフィル１４と接触する角の応力集中を低減させ、アンダーフィル１４と半導体基板２１の底面で剥離が発生してはんだボール１３のクラックに伸展してしまうことを抑制することができる。

　保護樹脂（アンダーフィル１４）は、接着樹脂２２より熱膨張率が低い樹脂によって構成される。
　これにより、アンダーフィル１４の温度変化による物性変動が少なくなり、より高い信頼性を得ることができる。

　保護樹脂（アンダーフィル１４）は、半導体基板２１及び保護基板２３より接着樹脂２２と密着性が低い材料によって構成される。
　これにより、降温時に接着樹脂２２が熱収縮する際に、アンダーフィル１４と接着樹脂２２とが容易に分離することが可能となり、空隙１５を容易に形成することが可能となる。

　空隙１５は、半導体部品（ＣＳＰ１１）の外縁全域にわたって形成される。
　これにより、ＣＳＰ１１の外縁全域に亘って接着樹脂２２が熱収縮する際に応力を低下させることができる。

　空隙１５は、半導体部品（ＣＳＰ１１）の各辺の中央部分に形成される。
　これにより、接着樹脂２２が熱収縮する際に最も応力が高くなるＣＳＰ１１の各辺の中央部分の応力を低下させることができる。

　空隙１５の厚さ方向の長さは、接着樹脂２２の厚さ以下である。
　このような条件であっても、接着樹脂２２が熱収縮する際の応力を低減することができる。

　空隙１５における半導体部品の側面と直交する方向の長さは、前記接着樹脂の厚さの半分以下である。
　このような条件であっても、接着樹脂２２が熱収縮する際の応力を低減することができる。

　半導体装置の製造方法は、半導体基板２１と、保護基板２３と、半導体基板２１及び保護基板２３の間に設けられ半導体基板２１及び保護基板２３を接続させる接着樹脂２２とを有する半導体部品（ＣＳＰ１１）が実装基板１２に実装され、半導体部品（ＣＳＰ１１）の側面に保護樹脂（アンダーフィル１４）が充填され、少なくとも接着樹脂２２の一部と保護樹脂（アンダーフィル１４）との間に空隙１５が形成される。
　この製造方法によっても、半導体装置１の信頼性を向上することができる。

　保護樹脂（アンダーフィル１４）は、半導体基板２１及び保護基板２３より接着樹脂２２との密着性が低い材料によって構成され、保護樹脂（アンダーフィル１４）を熱硬化させる熱硬化処理において接着樹脂２２を保護樹脂（アンダーフィル１４）が凹むように膨張させ、熱硬化処理後の冷却時に接着樹脂２２を収縮させて空隙１５を形成させる。
　このように半導体装置１を製造することで空隙１５を容易に形成させることができる。

　接着樹脂２２の側面に水分２６を含んだ状態で半導体部品（ＣＳＰ１１）の側面に保護樹脂（アンダーフィル１４）が充填され、保護樹脂（アンダーフィル１４）を熱硬化させる熱硬化処理において水分２６を蒸発させて空隙１５を形成させる。
　この製造方法においても、空隙１５を容易に形成させることができる。

　接着樹脂２２の側面に疎水性部材２７を形成された状態で半導体部品（ＣＳＰ１１）の側面に保護樹脂（アンダーフィル１４）が充填されることで空隙１５を形成させる。
　この製造方法においても、空隙１５を容易に形成させることができる。

　電子機器（撮像装置４０）は、固体撮像素子（半導体装置１）と、入射光を固体撮像素子に入射する光学系４１と、を備え、固体撮像素子（半導体装置１）は、半導体基板２１と、保護基板２３と、半導体基板２１及び保護基板２３の間に設けられ半導体基板２１及び保護基板２３を接着させる接着樹脂２２とを有する半導体部品（ＣＳＰ１１）と、半導体部品（ＣＳＰ１１）が実装される実装基板１２と、半導体部品（ＣＳＰ１１）の側面に接触する保護樹脂（アンダーフィル１４）とを備え、少なくとも接着樹脂２２の一部と保護樹脂（アンダーフィル１４）との間に空隙１５が形成される。
　この電子機器によっても、半導体装置１の信頼性を向上することができる。

　なお、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。

＜７．本技術＞
　なお本技術は以下のような構成も採ることができる。
　（１）
　半導体基板と、保護基板と、前記半導体基板及び前記保護基板の間に設けられ前記半導体基板及び前記保護基板を接着させる接着樹脂とを有する半導体部品と、
　前記半導体部品が実装される実装基板と、
　前記半導体部品の側面に接触する保護樹脂とを備え、
　少なくとも前記接着樹脂の一部と前記保護樹脂との間に空隙が形成される
　を備える半導体装置。
（２）
　前記半導体部品は、チップサイズパッケージであり、はんだボールを介して前記実装基板に実装され、
　前記保護樹脂は、前記半導体部品と前記実装基板との間、及び、前記半導体部品の側面に形成される
　（１）に記載の半導体装置。
（３）
　前記保護樹脂は、前記接着樹脂より熱膨張率が低い樹脂によって構成される
　（１）又は（２）に記載の半導体装置。
（４）
　前記保護樹脂は、前記半導体基板及び前記保護基板より前記接着樹脂と密着性が低い材料によって構成される
　（３）に記載の半導体装置。
（５）
　前記空隙は、前記半導体部品の外縁全域にわたって形成される
　（１）から（４）のいずれかに記載の半導体装置。
（６）
　前記空隙は、前記半導体部品の各辺の中央部分に形成される
　（１）から（４）のいずれかに記載の半導体装置。
（７）
　前記空隙の厚さ方向の長さは、前記接着樹脂の厚さ以下である
　（１）から（６）のいずれかに記載の半導体装置。
（８）
　前記空隙における前記半導体部品の側面と直交する方向の長さは、前記接着樹脂の厚さの半分以下である
　（１）から（７）のいずれかに記載の半導体装置。
（９）
　半導体基板と、保護基板と、前記半導体基板及び前記保護基板の間に設けられ前記半導体基板及び前記保護基板を接続させる接着樹脂とを有する半導体部品が実装基板に実装され、
　前記半導体部品の側面に保護樹脂が充填され、
　少なくとも前記接着樹脂の一部と前記保護樹脂との間に空隙が形成される
半導体装置の製造方法。
（１０）
　前記保護樹脂は、前記半導体基板及び前記保護基板より前記接着樹脂との密着性が低い材料によって構成され、
　前記保護樹脂を熱硬化させる熱硬化処理において前記接着樹脂を前記保護樹脂が凹むように膨張させ、
　前記熱硬化処理後の冷却時に前記接着樹脂を収縮させて前記空隙を形成させる
（９）に記載の半導体装置の製造方法。
（１１）
　前記接着樹脂の側面に水分を含んだ状態で前記半導体部品の側面に前記保護樹脂が充填され、
　前記保護樹脂を熱硬化させる熱硬化処理において前記水分を蒸発させて前記空隙を形成させる
（９）に記載の半導体装置の製造方法。
（１２）
　前記接着樹脂の側面に疎水性部材を形成された状態で前記半導体部品の側面に前記保護樹脂が充填されることで前記空隙を形成させる
（９）に記載の半導体装置の製造方法。
（１３）
　固体撮像素子と、
　入射光を前記固体撮像素子に入射する光学系と、を備え、
　前記固体撮像素子は、
　半導体基板と、保護基板と、前記半導体基板及び前記保護基板の間に設けられ前記半導体基板及び前記保護基板を接着させる接着樹脂とを有する半導体部品と、
　前記半導体部品が実装される実装基板と、
　前記半導体部品の側面に接触する保護樹脂とを備え、
　少なくとも前記接着樹脂の一部と前記保護樹脂との間に空隙が形成される
電子機器。

１　半導体装置
１１　ＣＳＰ
１２　実装基板
１３　はんだボール
１４　アンダーフィル
１５　空隙
２１　半導体基板
２２　接着樹脂
２３　保護基板

Claims (13)

1. 　半導体基板と、保護基板と、前記半導体基板及び前記保護基板の間に設けられ前記半導体基板及び前記保護基板を接着させる接着樹脂とを有する半導体部品と、
   　前記半導体部品が実装される実装基板と、
   　前記半導体部品の側面に接触する保護樹脂とを備え、
   　少なくとも前記接着樹脂の一部と前記保護樹脂との間に空隙が形成される
   　を備える半導体装置。
2. 　前記半導体部品は、チップサイズパッケージであり、はんだボールを介して前記実装基板に実装され、
   　前記保護樹脂は、前記半導体部品と前記実装基板との間、及び、前記半導体部品の側面に形成される
   　請求項１に記載の半導体装置。
3. 　前記保護樹脂は、前記接着樹脂より熱膨張率が低い樹脂によって構成される
   　請求項１に記載の半導体装置。
4. 　前記保護樹脂は、前記半導体基板及び前記保護基板より前記接着樹脂と密着性が低い材料によって構成される
   　請求項３に記載の半導体装置。
5. 　前記空隙は、前記半導体部品の外縁全域にわたって形成される
   　請求項１に記載の半導体装置。
6. 　前記空隙は、前記半導体部品の各辺の中央部分に形成される
   　請求項１に記載の半導体装置。
7. 　前記空隙の厚さ方向の長さは、前記接着樹脂の厚さ以下である
   　請求項１に記載の半導体装置。
8. 　前記空隙における前記半導体部品の側面と直交する方向の長さは、前記接着樹脂の厚さの半分以下である
   　請求項１に記載の半導体装置。
9. 　半導体基板と、保護基板と、前記半導体基板及び前記保護基板の間に設けられ前記半導体基板及び前記保護基板を接続させる接着樹脂とを有する半導体部品が実装基板に実装され、
   　前記半導体部品の側面に保護樹脂が充填され、
   　少なくとも前記接着樹脂の一部と前記保護樹脂との間に空隙が形成される
   半導体装置の製造方法。
10. 　前記保護樹脂は、前記半導体基板及び前記保護基板より前記接着樹脂との密着性が低い材料によって構成され、
    　前記保護樹脂を熱硬化させる熱硬化処理において前記接着樹脂を前記保護樹脂が凹むように膨張させ、
    　前記熱硬化処理後の冷却時に前記接着樹脂を収縮させて前記空隙を形成させる
    請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
11. 　前記接着樹脂の側面に水分を含んだ状態で前記半導体部品の側面に前記保護樹脂が充填され、
    　前記保護樹脂を熱硬化させる熱硬化処理において前記水分を蒸発させて前記空隙を形成させる
    請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
12. 　前記接着樹脂の側面に疎水性部材を形成された状態で前記半導体部品の側面に前記保護樹脂が充填されることで前記空隙を形成させる
    請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
13. 　固体撮像素子と、
    　入射光を前記固体撮像素子に入射する光学系と、を備え、
    　前記固体撮像素子は、
    　半導体基板と、保護基板と、前記半導体基板及び前記保護基板の間に設けられ前記半導体基板及び前記保護基板を接着させる接着樹脂とを有する半導体部品と、
    　前記半導体部品が実装される実装基板と、
    　前記半導体部品の側面に接触する保護樹脂とを備え、
    　少なくとも前記接着樹脂の一部と前記保護樹脂との間に空隙が形成される
    電子機器。